柴油發(fā)電機混合氣的形成和燃燒的特點
一、柴油發(fā)電機混合氣的形成和燃燒
自發(fā)明柴油發(fā)電機的100多年來，由于其優(yōu)越的經(jīng)濟性和耐久可靠性，作為備用電源得到廣泛應(yīng)用。特別是近年來在全球變暖已成為全世界關(guān)注的問題時，柴油發(fā)電機因co2排放量少等優(yōu)點備受青睞。但是柴油發(fā)電機的碳煙（微粒）、氮氧化合物（no2）排放及噪聲較為嚴重，成為大氣環(huán)境的主要污染源。隨著排氣凈化、低油耗、高功率以及低噪聲性能要求的提高，柴油發(fā)電機已全面向電控化發(fā)展，使得柴油發(fā)電機混合氣的形成及燃燒控制技術(shù)得到迅速的發(fā)展，大大改善了柴油發(fā)電機的排放特性和整機性能，同時提高了柴油發(fā)電機組的安全，在極大程度上滿足了社會環(huán)境及用戶的需求。
盡管如此，隨著環(huán)境污染及能源資源問題的日趨嚴峻，世界各國對車輛的節(jié)能與排放控制法規(guī)日趨嚴格，在這種條件下，柴油發(fā)電機所面臨的課題依然是在改善其動力性和經(jīng)濟性的前提下，進一步凈化排氣、降低噪聲、提高舒適性的問題。而這些問題直接與柴油發(fā)電機的混合氣形成和燃燒過程緊密相關(guān)。
柴油發(fā)動機模型圖
柴油發(fā)動機飛輪端模型圖
二、柴油發(fā)電機熱功轉(zhuǎn)換的特點
1883年戴姆勒應(yīng)用當時已提出的四沖程理論，從氣缸內(nèi)形成混合氣的角度發(fā)明了四沖程內(nèi)燃機-汽油機，而德國人魯?shù)婪?middot;狄塞爾于1897年從如何提高四沖程發(fā)動機循環(huán)熱效率的角度發(fā)明了柴油發(fā)電機。由于汽油機和柴油發(fā)電機開發(fā)初期的目的不同，造成二者性能上的較大差別。如前所述，提高四沖程內(nèi)燃機循環(huán)熱效率的主要措施就是提高壓縮比。但是汽油機這種外部形成混合氣的方式，壓縮比的提高往往會引起爆燃。所以，提高循環(huán)熱效率的關(guān)鍵就是壓縮純空氣以提高壓縮比，達到設(shè)定的壓縮程度后，在上止點附近的高溫高壓下，按一定的噴油規(guī)律快速噴油燃燒。車用發(fā)動機轉(zhuǎn)速高，且變化范圍寬，因此混合氣形成和燃燒條件非常苛刻。為此柴油發(fā)電機采用高壓縮比，并在壓縮上止點附近，通過噴油器在高溫高壓的空氣中強制噴油霧化形成可燃混合氣，同時自行燃燒，由此實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換。因此，其混合氣形成和燃燒具有以下三大特點：
1、混合氣形成時間極短。
2、混合氣空間時間分布極不均勻。
3、燃料噴射過程和燃燒過程同時存在。
這就是說，對柴油發(fā)電機如果需要多做功，就要多噴油。但如果噴射時間拖長，若在活塞下移、氣缸容積增加的過程中燃燒，會造成散熱損失增加，熱量利用率下降，不僅動力性提高不多，反而使經(jīng)濟性惡化。反之，在極短的時間內(nèi)快速噴射燃燒，雖然能提高動力性和經(jīng)濟性，但必然導(dǎo)致工作粗暴，以及nox排放增加。因此，這種燃燒方式限制了柴油發(fā)電機的最高轉(zhuǎn)速不能太高，也決定了柴油發(fā)電機獨特的動力性、經(jīng)濟性和排放特性。柴油發(fā)電機問世至今，為了改善柴油發(fā)電機的混合氣形成和燃燒過程，人們在噴油規(guī)律控制及燃燒室內(nèi)氣流流動特性的組織等方面進行了一系列的開發(fā)研究，取得了可喜的成績。
三、傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)的改善
傳統(tǒng)的機械式泵-管-噴油器式燃料供給系統(tǒng)，其燃料供給方式采用靠噴油泵按一定壓力向噴油器供給定量的燃油，而噴油器只負責(zé)向氣缸噴油霧化并完成混合燃燒的任務(wù)。因此，決定燃燒放熱規(guī)律的噴油規(guī)律，取決于噴油泵的供油規(guī)律和供油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，不能根據(jù)工況的變化任意控制。所以，對一定的噴射量，如初期噴射量越多，則整個噴油時間越短，初期燃燒速率越快，造成初期放熱量增加，缸內(nèi)壓力和溫度迅速升高。這雖然能改善動力性和經(jīng)濟性，但發(fā)動機工作粗暴，同時nox排放量增多，振動和噪聲嚴重。反之，為了改善發(fā)動機工作粗暴程度，降低其振動和噪聲以及減少nox排放量，通過供油規(guī)律（如改變噴油泵凸輪形線等）來減少初期噴射量，則后噴射量增多，噴油期間拉長，燃燒過程延遲，使得大部分燃料在氣缸容積增加的膨脹過程中燃燒放熱，所以氣缸內(nèi)燃燒氣體的做功能力下降，同時散熱損失增加，使熱效率降低，從而使動力性和經(jīng)濟性都惡化。這就是說，傳統(tǒng)的機械式噴射系統(tǒng)的混合氣形成和燃燒方式，不可能解決柴油發(fā)電機動力性、經(jīng)濟性、振動和噪聲及nox排放之間的矛盾。所以，隨著節(jié)能與排放法規(guī)的日趨嚴格，這種燃油供給系統(tǒng)已被淘汰。
高壓共軌管模型圖
隨著發(fā)動機電控技術(shù)及高壓噴射技術(shù)的發(fā)展，已開發(fā)研究出高壓共軌、泵噴油器及高壓單體泵等新型電控高壓噴射系統(tǒng)，極大程度地提高了噴油規(guī)律的控制精度，特別是高壓共軌噴射系統(tǒng)實現(xiàn)了噴油規(guī)律自由獨立的控制，同時配合100mpa以上的高壓噴射，和燃燒室內(nèi)氣流特性的優(yōu)化匹配，使燃料快速霧化，縮短了混合氣的形成時間，改善了燃燒條件。通過混合氣形成過程和燃燒過程的控制，使得放熱規(guī)律得到有效的控制，很好地解決了傳統(tǒng)的機械式噴射系統(tǒng)無法解決的動力性、經(jīng)濟性及排放特性之間的矛盾，實現(xiàn)了100多年前狄塞爾開發(fā)柴油發(fā)電機時提出的要實現(xiàn)高效率四沖程動力循環(huán)的愿望。而這種電控高壓噴射系統(tǒng)已成為現(xiàn)代車用柴油發(fā)電機的主流和發(fā)展趨勢。

柴油發(fā)電機怎么樣檢查和調(diào)整氣門間隙
同步發(fā)電機阻尼繞組的作用
水輪發(fā)電機出租機組轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的振動機理和振動響應(yīng)研究
新購買的柴油發(fā)電機組或剛大修過的機組要注意磨合后再使用
柴油發(fā)電機油壓過低的原因與處理辦法
學(xué)會了這幾種檢測方法，排查柴油機電子調(diào)速器故障不用愁
300kw柴油發(fā)電機組價格是多少？
康明斯柴油發(fā)電機壓力密封無法充分發(fā)揮作用將出現(xiàn)漏油故障